JP2010135920A - 読取装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】原稿の光沢をより正確に再現できるようにする。
【解決手段】読取装置１００は、原稿Ｄからの拡散反射光を得るための光源１３１と、原稿Ｄからの正反射光を含む反射光を得るための光源１３３とを備えるとともに、光源１３１に対応した参照部１８０と光源１３３に対応した参照部１９０とを備える。参照部１９０は、正反射光の反射特性が異なる参照板１９１と１９２とを備える。拡散反射光については、参照部１８０により参照光が得られ、正反射光については、参照板１９１又は１９２のいずれかにより参照光が得られる。
【選択図】図１

Description

本発明は、読取装置及び画像形成装置に関する。

原稿から、通常の拡散反射光に加え、正反射光成分をも読み取る読取装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。原稿からの正反射光は、原稿の光沢を表す情報を含んでいる。正反射光は、拡散反射光に比べ、光の反射方向が決まった方向に集中している。
特開２００４−２７４２９９号公報

本発明の目的は、原稿の光沢をより正確に再現できるようにすることにある。

本発明の請求項１に係る読取装置は、拡散反射光の参照光を反射する第１の参照面と、正反射光を含む反射光の参照光を反射する第２の参照面と、原稿からの拡散反射光を読み取るための第１の光を当該原稿及び前記第１の参照面に照射し、前記原稿からの正反射光を含む反射光を読み取るための第２の光を当該原稿及び前記第２の参照面に照射する照射手段と、前記原稿からの拡散反射光及び正反射光を含む反射光並びにこれらの参照光を受光する受光手段とを備える構成を有する。

本発明の請求項２に係る読取装置は、請求項１に記載の構成において、光の反射特性が異なる複数の前記第２の参照面を備える。
本発明の請求項３に係る読取装置は、請求項１に記載の構成において、光の反射特性が異なる複数の前記第２の参照面を交換可能に設置する設置手段を備える。
本発明の請求項４に係る読取装置は、請求項２又は３に記載の構成において、前記受光手段による前記正反射光を含む反射光の受光の条件を、前記参照光又は当該参照光が得られる前記第２の参照面に応じて調整する調整手段を備える。

本発明の請求項５に係る画像形成装置は、請求項１ないし４のいずれかに記載の読取装置と、前記受光手段により受光された拡散反射光を対応する前記参照光に基づいて補正して得られる第１の画像情報と、前記受光手段により受光された正反射光を含む反射光を対応する前記参照光に基づいて補正して得られる第２の画像情報とを用いて前記原稿を表す画像を形成する画像形成手段とを備える構成を有する。

本発明の請求項１及び５に記載の構成によれば、同構成を有しない場合に比べ、原稿の光沢をより正確に再現することが可能である。
本発明の請求項２に記載の構成によれば、同構成を有しない場合に比べ、原稿の光沢の度合い（反射特性）をより正確に再現することが可能である。
本発明の請求項３に記載の構成によれば、請求項２に記載の構成の効果に加え、第２の参照面を少ない面積で設置することが可能である。
本発明の請求項４に記載の構成によれば、同構成を有しない場合に比べ、参照光を適当な光量で得ることが可能である。

［実施形態］
図１は、本発明の一実施形態である読取装置の構成を示す図である。読取装置１００は、原稿Ｄを光学的に読み取り、その読取結果を表す画像情報を生成するものである。読取装置１００が生成する画像情報には、原稿Ｄからの拡散反射光に基づく「色情報」と、原稿Ｄからの正反射光に基づく「光沢情報」とが含まれる。色情報は、本発明における第１の画像情報の一例であり、光沢情報は、本発明における第２の画像情報の一例である。読取装置１００は、プラテンガラス１１０と、原稿ガイド１２０と、キャリッジ１３０及び１４０と、結像レンズ１５０と、センサ１６０と、出力部１７０と、参照部１８０及び１９０とを備える。

なお、読取装置１００は、図示する各部の構成を、図１の紙面に垂直な方向について決められた幅で有する。この方向は、読取装置１００の主走査方向である。一方、図中の矢印Ａが示す方向は、読取装置１００の副走査方向である。

プラテンガラス１１０は、読み取り対象である原稿Ｄを支持する透明のガラス板である。プラテンガラス１１０は、本発明における板状部材の一例である。なお、本発明における板状部材は、ガラス板に限らず、例えばアクリル板などであってもよい。原稿ガイド１２０は、原稿Ｄの位置決めをするために設けられた部材である。原稿ガイド１２０は、原稿Ｄと接するように設けられた辺を主走査方向に有し、使用者がこの辺に沿うように原稿Ｄを置く。

キャリッジ１３０は、原稿Ｄを読み取るときに、決められた速度で副走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ１３０は、光源１３１と、反射板１３２と、光源１３３と、ミラー１３４とを内部に備える。キャリッジ１３０は、本発明における照射手段の一例である。光源１３１は、原稿Ｄからの拡散反射光を読み取るための光を照射する。反射板１３２は、光源１３１により照射された光の一部を原稿Ｄに反射させる。光源１３３は、原稿Ｄからの正反射光を含む反射光を読み取るための光を照射する。ミラー１３４は、原稿Ｄからの拡散反射光及び正反射光を含む反射光をキャリッジ１４０に反射させる部材である。光源１３１が照射する光は、本発明における第１の光の一例に相当し、光源１３３が照射する光は、本発明における第２の光の一例に相当する。

図２は、キャリッジ１３０の構成を詳細に示す図である。同図において、反射光の経路Ｌ_Rは、原稿Ｄ（及びプラテンガラス１１０）の法線方向に一致するようになされている。ミラー１３４は、この反射光の進行方向を９０°変えるように（すなわち、ミラー１３４の法線方向に対して４５°で入射するように）設けられている。光源１３１からの光のうちの主たるもの（以下「主光線」という。）Ｌ₁は、原稿Ｄの法線方向に対して４５°の角度をなすようになされている。以下においては、この状態のことを、光源１３１が照射する光の入射角度が４５°である、という。

つまり、本実施形態の読取装置１００は、試料面たる原稿Ｄの法線方向に対して主光線が４５°の角度をなして入射するように光線束を照射し、当該法線方向（すなわち、法線方向に対して０°の角度）に反射した反射光を読み取るように構成されたものである。この構成は、ＪＩＳ Ｚ８７２２等に規定されている「照明及び受光の幾何学的条件」に則したものであり、画像信号の繰返し性及び反復性を保証するためになされた構成である。なお、同様の規定は、ＩＳＯ（International Organization for Standardization）規格等にも存在する。

光源１３３は、反射光の経路Ｌ_Rを遮ることなく、かつ、その照射する光の主光線Ｌ₂が反射板１３２に重ならないような位置に設けられる。光源１３３が照射する光の入射角度は、本実施形態においては５°である。光源１３３が照射する光の入射角度は、５°〜１０°程度であるが、光源１３３自体が経路Ｌ_Rを遮らない範囲において、０°に近いほど望ましい。したがって、光源１３３は、管径が小さいほど好ましい。なお、光源１３３により照射された光の反射光は、経路Ｌ_Rを進行するものが読み取られる。

また、光源１３３は、照射する光の角度がなるべく小さい（狭い）ことが望ましい。光源１３３が照射する光の角度が比較的大きい場合には、図２に示すカバー１３３ａのように、光源１３３が照射する光の角度を制限する制限手段を設けるとよい。
さらに、光源１３３は、光沢情報を読み取るためのものであるため、光源１３１に比べ、主走査方向についての輝度がなるべく一様かつ連続であると望ましい。なぜならば、光沢情報は、入射光の輝度差の影響を受けやすいからである。

以上の光源１３３の要件を満たすものとして好適なものは、例えば、蛍光ランプであり、より詳細には、希ガス蛍光ランプ（キセノン蛍光ランプ等）である。また、光源１３３は、開口部を形成しやすい外部電極タイプのものであるとよい。なお、光源１３３は、白色のＬＥＤ（Light Emitting Diode）を主走査方向に複数配列したものであってもよい。この場合、ＬＥＤは、主走査方向についての輝度がなるべく不均等にならないように、密に設けたり、あるいは光を主走査方向に拡散させる拡散板や導光部材を設けたりしてもよい。

キャリッジ１４０は、原稿Ｄを読み取るときに、キャリッジ１３０の移動速度の半分の速度で副走査方向に移動するように構成されている。キャリッジ１４０は、ミラー１４１及び１４２を内部に備える。ミラー１４１及び１４２は、原稿Ｄからの拡散反射光及び正反射光を反射させ、センサ１６０が設けられている決められた位置に導く。ミラー１３４、１４１及び１４２は、原稿Ｄからの拡散反射光及び正反射光を含む反射光の経路を変更させる手段である。

結像レンズ１５０は、ミラー１４２からの拡散反射光及び正反射光を決められた位置に結像させる。センサ１６０は、結像レンズ１５０により決められた位置に結像された拡散反射光及び正反射光を含む反射光を受け、受けた光に応じた画像信号を生成する。画像信号は、例えば、光の強度に応じて０〜２５５のいずれかの値をとる８ビットの信号である。センサ１６０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）リニアイメージセンサ等の受光素子列を備え、受光した光をその強弱を表す信号に変換する。センサ１６０は、本発明における受光手段の一例である。なお、センサ１６０は、カラーフィルタ等を備え、原稿Ｄの色を表す画像信号を生成してもよい。出力部１７０は、画像信号を色情報又は光沢情報として外部装置に出力する。出力部１７０は、光沢情報を読み取ったときのモードを識別する識別情報を色情報や光沢情報と対応付けて出力してもよい。出力部１７０は、画像処理部１７１を含む。

画像処理部１７１は、後述する参照光を用いて画像信号に画像処理を実行する。本実施形態においては、画像処理部１７１により画像処理が実行された画像信号のことを「色情報」又は「光沢情報」という。画像処理部１７１が実行する画像処理には、シェーディング補正が含まれる。シェーディング補正は、光源１３１及び１３３や光学系に起因する光量のムラ（ばらつき）やリニアイメージセンサの各受光素子間の感度ムラの影響を抑制するための処理であり、周知の手法を用いてよい。例えば、画像処理部１７１は、光源１３１又は１３３の照射により生じる参照光を表す画像信号に主走査方向についてのムラがある場合に、そのムラをなくす方向に原稿Ｄを表す画像信号に補正を施す。このとき、画像処理部１７１は、光源１３１の照射により得られた参照光を、色情報を得る方の画像信号に適用し、光源１３３の照射により得られた参照光を、光沢情報を含む反射光を得る方の画像信号に適用する。

参照部１８０及び１９０は、原稿ガイド１２０に覆われるようにして設けられている。参照部１８０は、拡散反射光の参照光を得るために設けられた参照面（第１の参照面）を有する。本発明において、参照光とは、シェーディング補正において基準となる光のことをいうものである。参照面は、例えば、主走査方向に光源１３１や光源１３３と同程度の幅を有する板状部材として設けられる。参照部１８０の参照面としては、例えば、完全拡散反射面に近似した反射特性を有する、いわゆる標準白色面が用いられる。

一方、参照部１９０は、正反射光を含む反射光の参照光を得るために設けられた参照面（第２の参照面）を有する。参照部１９０は、参照板１９１及び１９２を備える。参照板１９１及び１９２は、光の反射特性が相異なる参照面を有する。参照板１９１としては、例えば、表面に金属光沢を有する金属板が用いられる。また、参照板１９２としては、例えば、写真プリント等に用いられる鏡面光沢度（グロス値）の比較的高い用紙の表面に近似した反射特性を有する部材が用いられる。参照板１９２の鏡面光沢度は、８０（％）以上であると望ましい。

図３は、読取装置１００が実現する機能を示す機能ブロック図である。同図に示すように、読取装置１００は、決定部２１０及び調整部２２０に相当する機能を実現する。これらの各部は、１又は複数の制御手段（マイクロプロセッサ等）によって実現される。

決定部２１０は、読取装置１００の動作の態様を決定する機能を有する。本実施形態の読取装置１００は、金属光沢に類似した光沢を有する原稿の読み取りに適した「第１のモード」と、鏡面光沢度の高い用紙に類似した光沢を有する原稿の読み取りに適した「第２のモード」とを少なくとも有し、決定部２１０は、これらのモードのうちのいずれで動作するかを決定する。決定部２１０は、使用者の操作による指示に応じてモードを決定してもよいし、最初に第１のモードで動作し、次に第２のモードで動作するようにモードを切り替えてもよい。なお、読取装置１００には、正反射光を含む反射光の読み取りを行わずに拡散反射光の読み取りのみを行うモードがあってもよい。

調整部２２０は、決定部２１０により決定されたモードで読み取りが行われるように読取装置１００の各部の動作を調整する機能を有する。調整部２２０は、センサ１６０による受光の条件、すなわち、センサ１６０がどのように受光するかを調整する手段として機能する。調整部２２０による調整の対象は、光源１３３の照射タイミング、キャリッジ１３０及び１４０の副走査方向への移動、センサ１６０の露光時間（ＣＣＤであれば、電荷の蓄積時間）などである。調整部２２０は、動作のモードに応じてこれらを異ならせてもよい。例えば、調整部２２０は、第１のモードと第２のモードとでセンサ１６０の露光時間を異ならせてもよい。

本実施形態の読取装置１００の構成は、以上のとおりである。本実施形態の読取装置１００は、この構成のもと、決定されたモードに応じた動作で原稿Ｄの読み取りを行う。読取装置１００は、光源１３１を点灯させた状態で、キャリッジ１３０及び１４０を副走査方向に移動させて原稿Ｄと参照部１８０とに光を照射し、次いで、光源１３３を点灯させた状態で、キャリッジ１３０及び１４０を副走査方向に移動させて原稿Ｄと参照部１９０とに光を照射する。すなわち、読取装置１００は、光源１３１又は１３３のいずれかを選択的に点灯させて２回（２往復）の読み取りを行う。なお、光源１３１及び１３３の点灯の順序は、この例に限定されない。

読取装置１００は、光源１３１を点灯させて得られた原稿Ｄの画像信号に、光源１３１を点灯させて得られた参照光に基づいた画像処理を実行し、これを色情報として出力する。また、読取装置１００は、光源１３３を点灯させて得られた原稿Ｄの画像信号に、光源１３３を点灯させて得られた参照光に基づいた画像処理と、先に出力された色情報との差分に基づく光沢成分抽出処理を実行し、これを光沢情報として出力する。
以上の動作は、第１のモードと第２のモードとに共通するものである。

読取装置１００は、第１のモードにおいては、参照板１９１からの反射光である参照光を用い、第２のモードにおいては、参照板１９２からの反射光である参照光を用いる。これを実現するために、読取装置１００は、光源１３３が光を照射する位置やタイミングを調整する。すなわち、読取装置１００は、第１のモードにおいては、光源１３３からの光が参照板１９１に照射されるようにキャリッジ１３０等を制御し、第２のモードにおいては、光源１３３からの光が参照板１９２に照射されるようにキャリッジ１３０等を制御する。

なお、読取装置１００は、第１及び第２のモードの双方において、参照板１９１及び１９２の双方に光が照射されるように制御し、出力部１７０において画像信号を取捨選択する構成であってもよい。この場合、読取装置１００は、第１のモードにおいては、参照板１９２からの参照光の画像信号を用いずに参照板１９１からの参照光の画像信号を用い、同様に、第２のモードにおいては、参照板１９２からの参照光の画像信号を用いる。この構成の場合には、光源１３３が光を照射する位置やタイミングを調整しないでよい。

以上のとおり、本実施形態の読取装置１００によれば、色情報を得る場合と光沢情報を得る場合とで、それぞれ異なる参照光が用いられる。また、本実施形態の読取装置１００によれば、第１のモードにより動作する場合と第２のモードにより動作する場合とで、それぞれ異なる参照光が用いられる。これらの参照光は、光を照射する光源によって異なり、また、照射された光を反射する参照面の反射特性によっても異なる。

なお、参照光が参照面の反射特性によって異なるということは、参照板１９１からの参照光と参照板１９２からの参照光とに光量差が生じる場合がある、ということである。ここでいう光量差は、例えば、参照光を表す画像信号の平均値である。すなわち、参照光に光量差がある状態とは、一方の参照光が他方の参照光に比べて明るい（又は暗い）状態である。かかる場合において、読取装置１００は、モード間の光量差が少なくなるように、光源１３３の光量やセンサ１６０の露光時間を調整したり、あるいはキャリッジ１３０及び１４０の移動速度を調整したりしてもよい。このとき、光沢情報には、モードを識別する識別情報が含まれていると望ましい。

［変形例］
上述した実施形態は、本発明の一例である。本発明は、例えば、以下の変形例を適用しても実施可能である。なお、上述した実施形態及び以下の変形例は、必要に応じて、これらを組み合わせて適用してもよい。

（１）変形例１
本発明において、第２の参照面の数は、上述した実施形態より多くても少なくてもよい。すなわち、第２の参照面の数は、３面以上あってもよいし、１面のみであってもよい。また、本発明に係る読取装置は、第２の参照面が設けられる場所を１面分有し、かつ、光の反射特性が異なる複数の参照板を交換可能に設置する構成であってもよい。

図４は、参照板を交換可能に設置する構成を例示する図である。なお、同図において、上述した実施形態において共通の機能を有する構成には、実施形態と共通の符号を用いている。同図に示すカバー４１０は、図中の矢印Ｂが示す方向に開閉可能であり、これを開いた状態（二点鎖線で示す状態）にすると、参照板４２０を着脱できる構成である。ここにおいて、カバー４１０は、本発明における設置手段の一例である。また、参照板４２０は、本発明における第２の参照面を有する。なお、参照板４２０は、表面と裏面とで光の反射特性が異なる参照面を有し、この表裏を逆転させることによって参照面を切り替えられるものであってもよい。

本発明に係る読取装置は、設置手段を備える場合にあっては、読み取られる参照面又はその反射特性を識別可能な構成であると、より望ましい。かかる構成としては、例えば、読み取られる参照面を識別する突起や画像を参照板４２０に設けるとともに、読取装置にこれを検出するセンサ等の検出手段を設ける構成を採用することができる。このとき、読取装置は、検出した参照面に応じたモードで動作するように調整を行う。

（２）変形例２
本発明に係る読取装置は、画像情報を得るための読み取り（以下、「本スキャン」という。）の前に、本スキャンの準備的な読み取り（以下、「プリスキャン」という。）を実行し、プリスキャンにおける読み取り結果に応じて本スキャンの態様を異ならせてもよい。この場合における読み取り対象は、原稿と参照面のいずれであってもよい。

読取装置は、原稿を読み取るプリスキャンを行う場合、第２の光を照射し、原稿の光沢の有無を判別する。読取装置は、例えば、プリスキャンにおける原稿の画像信号の平均値や最大値が決められたレベル以下である場合に、原稿が光沢を有しないとみなし、本スキャンにおいては色情報の生成のみを行い、光沢情報の生成を行わない。つまり、読取装置は、この場合、本スキャンにおいて第２の光を照射しない。

読取装置は、参照面（第２の参照面）を読み取るプリスキャンを行う場合、第２の光を照射し、その読み取り結果に応じて、本スキャンにおける受光の条件を調整する。読取装置は、例えば、プリスキャンにおける参照面の画像信号に最大値のものが決められた数以上含まれる場合に、参照光が明るすぎて飽和しているとみなし、本スキャンにおいて受光される光がプリスキャンのときよりも暗くなるように、光量や露光時間などを調整する。また、読取装置は、例えば、プリスキャンにおける参照面の画像信号の平均値が決められたレベル以下である場合に、参照光が暗すぎるとみなし、本スキャンにおいて受光される光がプリスキャンのときよりも明るくなるように、光量や露光時間などを調整する。なお、かかる調整は、プリスキャンを複数回行うことにより、段階的に行われるものであってもよい。

（３）変形例３
本発明に係る読取装置は、すべての読み取りを１往復で行うことも可能である。読取装置は、例えば、往路において、第１の光を照射して原稿と第１の参照面とを読み取り、復路において、第２の光を照射して原稿と第２の参照面とを読み取るものであってもよい。かかる場合、読取装置の構成は、図５に示すように、第１の参照面５１０と第２の参照面５２０とを、原稿Ｄに対して副走査方向について反対の位置に設けるものであってもよい。この場合、原稿と参照面とを読み取る順序が、往路と復路とで共通になる。

（４）変形例４
本発明において、受光の条件を調整する調整手段は、結果として受光手段による受光量を調整できるものであればよい。よって、調整手段は、上述した実施形態の例に限らず、例えば、反射光の経路中に光の透過量を変えるフィルタを挿入し、あるいはこれを経路から外すものであってもよい。また、調整手段は、いわゆる液晶シャッタのような光の透過率を制御可能な部材を反射光の経路中に設け、透過率を異ならせることで受光量を調整するものであってもよい。

（５）変形例５
上述した実施形態は、２種類の光源を有する照射手段を例示したものであるが、本発明の照射手段は、単一の光源を有し、この光源の位置を移動させることによって正反射光と拡散反射光とを得るものであってもよい。
なお、参照光は、原稿の読み取りを行う毎に得られないでもよい。例えば、光源の光量が安定していることが既知であれば、読取装置は、数回の読み取りにつき１回とか、数時間おきに１回というように参照光を読み取り、各時点における最新の参照光の画像信号に基づいてシェーディング補正等を行う構成であってもよい。

（６）変形例６
図６は、本発明に係る画像形成装置の構成を例示するブロック図である。同図に示す画像形成装置１０は、上述した実施形態に示した読取装置１００と、読取装置１００から出力された画像情報に応じた画像を形成する画像形成部３００とを備える。画像形成部３００は、非光沢画像形成部３１０と光沢画像形成部３２０とを備える。非光沢画像形成部３１０は、色情報に応じて、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの少なくともいずれかの記録材（トナー等）を用いて、用紙等の記録媒体に画像を形成する。光沢画像形成部３２０は、光沢情報に応じて、記録媒体の表面に光沢を付与する記録材（例えば、透明トナーやメタリック色のトナー）を用いて、記録媒体に画像を形成する。ここにおいて、光沢情報は、光沢の有無を表す二値の情報であってもよいし、光沢の程度を表す多値（３以上）の情報であってもよい。この場合において、光沢情報は、モードの識別情報、すなわち光沢の態様を表す情報を含み、光沢画像形成部３２０は、かかる情報を認識し、認識した情報に応じた記録材を用いて画像を形成してもよい。

本発明に係る読取装置の構成を示す図 キャリッジの構成を示す図 読取装置の機能を示す機能ブロック図 設置手段を示す図 参照面の位置の変形例を示す図 本発明に係る画像形成装置の構成を示すブロック図

符号の説明

１０…画像形成装置、１００…読取装置、１１０…プラテンガラス、１２０…原稿ガイド、１３０、１４０…キャリッジ、１３１、１３３…光源、１３３ａ…カバー、１３２…反射板、１３４、１４１、１４２…ミラー、１５０…結像レンズ、１６０…センサ、１７０…出力部、１８０、１９０…参照部、１９１、１９２…参照板

Claims (5)

1. 拡散反射光の参照光を反射する第１の参照面と、
   正反射光を含む参照光を反射する第２の参照面と、
   原稿からの拡散反射光を読み取るための第１の光を当該原稿及び前記第１の参照面に照射し、前記原稿からの正反射光を含む反射光を読み取るための第２の光を当該原稿及び前記第２の参照面に照射する照射手段と、
   前記原稿からの拡散反射光及び正反射光を含む反射光並びにこれらの参照光を受光する受光手段と
   を備えることを特徴とする読取装置。
2. 光の反射特性が異なる複数の前記第２の参照面を備えることを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
3. 光の反射特性が異なる複数の前記第２の参照面を交換可能に設置する設置手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の読取装置。
4. 前記受光手段による前記正反射光を含む反射光の受光の条件を、前記参照光又は当該参照光が得られる前記第２の参照面に応じて調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項２又は３に記載の読取装置。
5. 請求項１ないし４のいずれかに記載の読取装置と、
   前記受光手段により受光された拡散反射光を対応する前記参照光に基づいて補正して得られる第１の画像情報と、前記受光手段により受光された正反射光を含む反射光を対応する前記参照光に基づいて補正して得られる第２の画像情報とを用いて前記原稿を表す画像を形成する画像形成手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。

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